Super Nintendo kartuşlarının iç yapısının analizi

 (fabiensanglard.net)
1 puan yazan GN⁺ 2024-04-23 | 1 yorum | WhatsApp'ta paylaş

Here is a summary of the key points from the article on Super Nintendo cartridges, translated into Korean and organized using Markdown syntax:

Super Nintendo kartuşlarının iç yapısı

  • Super Nintendo oyun kartuşları, ROM çipinde komutlar ve varlıkların yanı sıra ek bileşenler de içerebilir.
    • PCB içinde CIC kopya koruma çipi, SRAM ve hatta "performans artırıcı işlemciler" bile bulunabilir.

CIC (kopya koruma)

  • SNES'in kopya koruma mekanizması, konsoldaki ve kartuştaki iki çipin senkronize şekilde iletişim kurmasıyla çalışır.
  • Konsoldaki CIC anormal bir davranış algılarsa tüm işlemcileri sıfırlar.

ROM: komutlar ve varlıklar

  • Oyun ROM boyutları geçmişte bayt yerine bit cinsinden gösteriliyordu (ör. The Legend of Zelda 3, 8Mb).
  • En büyük kapasiteli oyun Star Ocean'dır (48Mb); Super Mario World gibi klasikler ise yalnızca tek bir 4Mb ROM kullanır.
  • Yazarın bizzat hazırladığı CSV dosyasında 3.378 oyunun tahmini ROM kullanım miktarı derlenmiş.

SRAM (kayıt özelliği)

  • Bazı oyunlar, ilerleme kaydetme özelliği sunmak için SRAM çipi ve pil kullanır.
  • Konsol kapatıldığında SRAM düşük güç moduna geçerek pil tüketimini azaltır.

Performans artırıcı işlemci (Enhancement Processor)

  • En ünlüsü, 1993 tarihli Star Fox'ta kullanılan Super FX'tir (takma adları "MARIO", "GSU-1").
  • Wikipedia ve snescentral.com üzerinde enhancement çipi kullanan SNES oyunlarının tam listesi bulunur.
    • Toplam 13 farklı çip 72 oyunda kullanılmıştır.

SA-1

  • "Super Accelerator 1", performans artırıcı çiplerin MVP'si sayılır ve 34 kartuşta kullanılmıştır.
    • Konsolla aynı 65C816 CPU'yu kullanır ancak 4 kat daha hızlı, 10.74Mhz hızında çalışır.
    • 2KB SRAM ve dahili CIC içerir.
  • SA-1'in 3 çalışma modu vardır (hızlandırma, paralel işleme, karma işleme). En güçlü yapılandırmada sistemin genel performansını 5 kat artırır.
  • Retro oyun topluluğu, SA-1 kullanarak geçmişte yavaşlama sorunu yaşayan bazı oyunların (Mario World, Gradius 3, Contra 3 vb.) oynanışını iyileştiriyor.

CX4

  • CX4, Capcom tarafından geliştirilmiştir ve Mega Man X2 ile X3'te kullanılmıştır.
    • VRAM'e 3D tel kafes render, çeşitli hesaplamalar ve sprite ölçekleme/döndürme işlevleri sağlar.
  • Tel kafes efektleriyle ünlü olsa da, aslında oyun boyunca tüm sprite işleme için kullanılarak ekran titremesi olmadan daha fazla sprite gösterilmesini sağlar.

Diğer Enhancement Processor'lar

  • CS-DD1: Sprite açma/sıkıştırma çözme çipi. 2 oyunda kullanılmıştır.
  • DSP serisi: 16 oyunda kullanılmıştır. Yüksek hızlı 16 bit çarpma, sin/cos gibi komutlar sunar.
  • OBC-1: 1 oyunda kullanılmıştır. (Yalnızca sprite manipülasyonuyla ilgili tahminler vardır)
  • S-RTC: Gerçek zamanlı saat işlevi sağlar. 1 oyunda kullanılmıştır.
  • SPC7110: Veri sıkıştırma çözme çipi. 3 oyunda kullanılmıştır.
  • ST-010, ST-011, ST-018: SETA'nın yapay zeka iyileştirmesi amacıyla kullandığı çiplerdir. Her biri 1-2 oyunda kullanılmıştır.

SUPERFX (GSU-1, GSU-2)

  • GSU-1, Star Fox dahil 5 oyunda kullanılmıştır.
    • 10.74Mhz hızında çalışır; 512 baytlık komut önbelleği sayesinde SNES CPU'sunu bekletmeden çalışır.
  • SNES PPU, tile/sprite merkezliyken SuperFX piksel render ve poligon rasterization konusunda uzmanlaşmıştır.
    • Genellikle kartuş üzerindeki frame buffer'a render eder ve VSYNC sırasında VRAM'e aktarır.
  • GSU-2, GSU-1'in 21.47Mhz tam hızda çalışan sürümüdür. Yoshi's Island, Doom ve 3 oyunda kullanılmıştır.
  • SNES topluluğu, GSU-1 ve GSU-2 kullanarak eski oyunları iyileştiren projeler yürütüyor.

Performans artırıcı çipler ve emülatörler

  • Performans artırıcı çipler, oyun deneyimini büyük ölçüde iyileştirip yayıncıların maliyetini düşürdü; ancak sonradan emülatör geliştiricileri için baş belası haline geldi.
    • Bazı oyunlar sıra dışı çiplere bağımlı olduğundan ancak 2012'de düzgün şekilde emüle edilebildi.
  • Emülatörler için bu çiplerin reverse engineering süreci büyük emek gerektirdi.
    • Dahili ROM içeren çiplerde (ARM tabanlı) emülatöre BIOS dosyası sağlamak gerekir.
  • 2020 itibarıyla bazı nadir çiplerin emülasyonu hâlâ tamamlanmamıştır.

GN⁺ görüşü

  • Performans artırıcı çipler, donanım tasarımı ve oyun geliştirme tarihinde ilgi çekici örneklerdir. Sınırlı donanım gücünden en yüksek verimi almak için geliştirilen çeşitli fikirler ve çabalar öne çıkıyor.
  • Bugünün emülatör geliştirme perspektifinden bakıldığında can sıkıcı olsalar da, o dönemde oyun kalitesini artırıp geliştirme maliyetini düşürmenin etkili bir yoluydu.
  • Sektörde benzer örnekler arasında Sega Mega Drive/Genesis'in çeşitli ek çipleri (SVP, Sega Virtua Processor vb.) ve Neo Geo'nun hafıza kartı yuvası bulunur.
  • Bu tür genişletme çipleri çoğu zaman konsol yaşam döngüsünün sonlarına doğru ortaya çıkar; bu da donanım sınırlarını aşma girişimi olarak görülebilir. Aynı zamanda yeni konsol lansmanına hazırlanan bir geçiş dönemini de temsil eder.
  • Retro oyun topluluğunda eski oyunların performansını iyileştirmeye yönelik projelerin sürmesi etkileyici. Bu, eski geliştiricilerin niyetini koruyup oyunları modern bir bakışla yeniden yorumlama işi olarak görülebilir.

İlgili okumalar

1 yorum

 
GN⁺ 2024-04-23
Hacker News yorumları
  • Geçmişte oyun konsollarındaki kartuşlar, PC'nin PCI genişleme kartlarına benzer biçimde veri yoluna doğrudan bağlanarak çeşitli işlevler sunabiliyordu. Ancak GBA sonrasında yalnızca basit veri depolama amacıyla kullanılmaya başlandı.
  • Modern teknoloji kullanılarak kartuşa ray tracing çipi ya da MSU1 genişleme çipi gibi bileşenler eklenip konsolun performansı büyük ölçüde artırılabilir. Gerçek fiziksel çip üretimi de teorik olarak mümkündür.
  • SNES'in CPU'su normalde 3.58MHz'de çalışır, ancak bazı düşük maliyetli SlowROM kartuşları kullanıldığında hız 2.68MHz'e düşer. Bunu yamalarla iyileştirmeye çalışan bir modlama topluluğu da vardır.
  • SNES'in kopya koruması, konsol ve kartuştaki CIC çiplerinin senkronize çalışmasına dayanıyordu; ancak yedekleme cihazlarıyla kolayca aşılabiliyordu.
  • Geçmişte oyun geliştiricilerinin ayrıntılı teknik bilgileri blog biçiminde paylaşması, YouTube videolarına kıyasla bilgi yoğunluğu açısından daha yüksekti.
  • Super Mario World, 360KB'lık kapasitesine rağmen çeşitli karakterler, sprite'lar ve bölümler barındıran bir başyapıttır.
  • SNES'in genişleme çipi yaklaşımı modern teknolojiyle birleştirildiğinde daha gelişmiş grafiklerin de mümkün olabileceği düşünülüyor. SuperFX çipi kendi frame buffer'ına sahipti ve verileri VRAM'e kopyalayarak çalışıyordu.
  • SNES için Doom portunu hazırlayan geliştirici, GSU çipi ya da Doom kaynak koduna dair herhangi bir belge olmadan her şeyi reverse engineering ile geliştirdi.
  • Geçmişte oyun fiyatlarının önemli bir kısmı kartuş üretim maliyetinden kaynaklanıyordu. Günümüzde ise oyun dağıtım maliyeti neredeyse yok denecek kadar az.
  • Yoshi's Island'da belirli durumlarda kare hızı düşüşü gözlemlenebiliyor.
  • Oyun boyutları, ROM çipi kapasitesine uyacak şekilde 2'nin kuvvetleri halinde belirlenirdi. Belgede geçen tam bayt sayılarının kaynağı ise belirsizdir.
  • SNES genişleme çipleri, konsolun temel performansının çok ötesine geçen oyunları mümkün kılıyordu. Özellikle SA-1 çipi, ana CPU'dan 4 kat daha hızlıydı.
  • Resmî olmayan oyunlar, kopya korumasını aşmak için orijinal kartuş takılmasını zorunlu kılmak gibi çeşitli dolaylı yöntemler kullanıyordu.
  • Oyun boyutları ile diğer unsurlar arasındaki ilişki analiz edilirse, SNES oyun geliştirme sürecine dair ilginç içgörüler elde edilebilir.